Biyolojik Çeşitlilik ve Türlerin Yok Oluşu Biyolojik çeşitlilik: belli bir alanda bitki ve hayvan türlerinin toplam sayısı

TÜRLERİN YAPISI & BİYOLOJİK ÇEŞİTLİLİK Biyolojik çeşitlilik en önemli doğal kaynaklardan birisi olmasına rağmen, tam olarak değeri verilmemiş ve potansiyeli tamamen kullanılmamıştır. Biyolojik çeşitlilik üç faklı kavramı içine alır; tür içindeki genetik çeşitlilik, tür çeşitliliği (farklı tür sayısı) ve ekosistem çeşitliliği. Biyolojik çeşitlilik, insan ve diğer canlıların yaşayabilmesi için hayati destek sağlamaktadır. Farklı türler ve onların genetik farklılığı aynı zamanda endüstriyel, tarımsal ve tıbbi ürünler sağlamaktadır. Biyolojik çeşitliliğin azalması, dünyadaki tür sayısının azalması gelecekte ortaya çıkabilecek problemlerin çözümünün kaybolmasına neden olmaktadır.

Şimdiye kadar bilinen tanımlanmış ve kaydedilmiş canlı tür sayısı Hayvanlar 20% Bakteri 4% Fungi 5% Alg 2% Bitkiler 18% Protozoa 2% Böcekler 54%

Distribution of biodiversity Organizmaların büyüklüğü tür sayıları ile ölçeklendirilmiştir. Mammals are located in front of the insect’s mandibles. Figure 15.5a

Dünyada Ne Kadar Bitki ve Hayvan Türü Vardır ? Dünyada kaç türün olduğu tam olarak bilinmemektedir, bakteri ve virüsler hariç tutulduğunda 10 milyon farklı türün olabileceği tahmin edilmektedir. Şu ana kadar 1.4 milyon tür tanımlanmış ve isimlendirilmiştir. Bunların içinde 250 bin bitki türü, 42 bin omurgalı hayvan, 20 bin kelebek ve 750 bin diğer böcek türü bulunmaktadır. Büyük çoğunluk halen bilinmemektedir. İnsan yaşamını sürdürebilmek için çeşitli bitki ve hayvan türlerine bağımlıdır. Farklı toplumlar pek çok çeşit bitki, hayvan, mantar ve mikroorganizmaları yaşamlarında kullanmaktadır. Bazı türler faydaları tam olarak bilinmeden varlıklarını sürdürmekte veya diğerleri ileride ortaya çıkabilecek problemlere çözüm olacaktır. Örneğin yeşil devrimle genetik olarak uniform, yüksek verimli bitkiler geliştirilmiş fakat, sonradan bunların hastalık ve zararlılara çok duyarlı oldukları gözlenmiştir. Hastalık ve zararlılara dayanıklılık genleri bu bitkilerin yabani atalarından alınarak melezlenmiş ve dayanıklılık tekrar sağlanmıştır.

Türlerin Orijin Merkezleri Türkiye 2 gen merkezinin içinde yer almaktadır

Biyolojik Çeşitlilik Bölgeleri-Hotspots

Türlerin Yapısı Biyolojik toplumların en karakteristik özelliği büyük sayıda fertlerle veya büyük biyolojik kütlelerle temsil edilen türlerin sayısının nispeten az, buna karşın fertleri nadir olarak bulunan türlerin sayısının ise nispeten fazla olmasıdır. Örneğin ormanlık bir alanda 50'den fazla ağaç türü bulunduğu halde, kerestelik ağaçların % 90'ı 5-6 türden meydana gelir. Bir çayırlık arazide otların % 24'ünü bir tür teşkil eder. Her birinin sayısı toplamın yüzde birinden de az olan 20'den fazla tür bulunabilir. Bunların toplam sayısı bile en fazla rastlanan türün sayısının altında olabilir. Bir toplulukta sayısı fazla olan türlere hakim türler denir. Bu fonksiyonel bir gruplamadan ziyade, ekolojik bir gruplandırmadır. Bu nadir bulunan türlerin önemsiz olduğunu göstermez. Her hangi bir ekosistemde baskın bulunan organizmaların morfoloji ve biyolojilerini inceleyerek, o bölgenin fiziki çevre koşulları hakkında oldukça doğru sonuçlara varılabilir. Örneğin bir ekosistemdeki bitki örtüsü seyrek, bitkilerin çoğunluğu küçük, dar ve sert yapraklı ve odunsu bir yapı gösteriyorsa burada kurak iklim koşullarının var olduğu çıkarılabilir.

Türlerin Yapısı Tabii topluluklar insanı hayrete bırakan sayıda tür ihtiva ederler. Bunların sayısı o kadar çoktur ki, örneğin bir kilometrekarelik bir orman veya deniz parçasında bulunan bitki, hayvan ve mikroorganizmaların bütün türlerinin şimdiye kadar tanımlanmış ve kataloğa işlenmiş bilgisi bulunmamaktadır. Bununla beraber yakından tanınan hakim bir kaç tür üzerinde çalışılarak ekosistemi iyi bir şekilde anlamak mümkündür. Herhangi bir yaşama ortamında türlerin ne şekilde dağılım gösterdiğini bilmek ekolojist için büyük önem taşır. Örneğin uzun süren bir kurak dönem, sayıları az olan türlerin yok olmasına neden olabilir. Geriye az sayıda tür kalır ve bunlar simetrik bir dağılıma sebep olur. Bir akarsuyun insanlar tarafından kirletilmesi, veya ormanda böcek öldürücü ilacın yüksek dozlarda kullanılması gibi tesirler de türlerin dağılımı üzerinde buna benzer etkiler meydana getirir.

İnsanlar Ekosistemleri Basitleştirirken DOĞA ÇEŞİTLİLİKTEN YANADIR Genel olarak küçük organizmalarda çeşitlilik, büyüklerden daha fazladır. Bir ormanda küçük böcek ve kurtçukların tür sayısı, memeli hayvanlardan çok daha fazladır. Bir balık yetiştirme havuzunda olduğu gibi türlerin seçilmesi üzerinde insanın kuvvetli etkisi vardır. Buna rağmen bu durumda da fertleri çok olan türlerin sayısının az olacağı, buna karşın fertleri az olan çok sayıda tür olacağı söylenebilir. İyi bakımlı bir mısır tarlası dışarıdan tek türe sahipmiş gibi görülürse de, yakından incelendiğinde küçük bitkilerin bir çok türleri olduğu görülecektir. Laboratuvarda bile tek bir türe ait saf bir kültür hazırlamak zordur. Mümkün olsa bile bu durumu muhafaza etmek için sürekli kontrol ister. Saf kültürlerden elde edilen bilgiler türlerin besin maddeleri ve diğer gerekli ihtiyaçlarının anlaşılması için uygulanabilir. Bununla beraber doğada saf kültür şartları asla mevcut değildir.

Populasyon Dağılımı Bir toplumda fertlerin mekandaki dağılma tarzı toplum yapısı bakımından önemlidir. Türler genellikle üç farklı model şeklinde dağılım gösterir. a. Rastgele dağılım: Burada bir ferdin herhangi bir mevkide olma ihtimali, başka bir yerde bulunma ihtimali ile aynıdır. Yalnız yaşayan böcekler ve bazı bitkiler bu tür dağılım gösterir. b. Uniform dağılım: Burada bir mısır tarlasındaki mısır saplarında olduğu gibi, fertler keyfi bir şekilden ziyade, daha muntazam olarak dağılırlar. c. Küme şeklinde dağılma: Burada da fertler rast gele değil, muntazam olarak dağılır. Bir bitki demeti veya bir kuş sürüsü gibi. Doğada topluluklar bu değişiklikleri gösterirken, genelde gruplar halinde bir arada yaşarlar. Gruplar halinde yaşamanın avantajını kullanırlar.

Küme Dağılım Kaynakların eşit dağılım göstermemesi, sosyal davranış, güvenlik ihtiyacı sonucu doğada sıkça görülen bir dağılım şeklidir.

Uniform Dağılım Populasyondaki türlerin kıt kaynaklara karşı etkileşim sonucu ortaya çıkar Örneğin çöl bitkilerinin kökleri çöllerde su ve mineral için rekabet eder. Penguenlerin kayalıklarda yuva ihtiyacı yine bu şekilde dağılım göstermelerine neden olur.

Rastgele Dağılım Bireyler arasında çekicilik veya iticilik yapan hiçbir faktör yoktur Nadir görülür, çevre baskısının olmadığı yerlerde ortaya çıkabilir Çoğunlukla bitkiler arasında görülür (Neden?) İnsanlar hangi dağılımı gösterir?

Tür Çeşitliliği İndeksleri Ekosistemi tanımlamak ve karakterize etmek için onun tür yapısının ortaya koyulması gereklidir. Ekosistemde tür yapısının belirlenmesi için örnek alanının büyüklüğü, en az tüm türlerin yayılış alanını içine alacak kadar olmalıdır. Kara ekosistemlerinde bitki topluluğunun yapısına göre, ideal örnek alanı ağaçlarla kaplı ormanlarda 500-2500 m2, çayırlarda 10-25 m2, meralarda 5-10 m2, yosun ve liken vejetasyonunda 0.1-1m2 civarındadır. Örnekleme yöntemleri karasal, denizsel ve iç su ortamlarında farklıdır. Belirlenmek istenen türlerin yapısına göre örnekleme yöntemleri geliştirilmiştir. Yaşama ortamlarında süreklilik devamlı değildir. Sıralı değişim (suksesyon), doğal afetler, kirlenme ve yangın gibi nedenler dengeyi her zaman bozabilir. Böyle değişikliklerin takibi, yeni türlerin diğerleri ile yer değiştirmesinin boyutları tür indeksleriyle anlaşılır duruma gelir. Bir populasyonun durumunu araştırırken çok yıllık olması önemlidir. Özellikle kirlenmeye karşı tür indekslerinin belirlenmesinde yıllar arasında farklılıklar olduğu izlenir. Bu nedenle değişik ekosistemler farklı zamanlarda tür çeşitliliği yönünden araştırılmalı, eski durumları ile karşılaştırılarak, farklılığın nedenleri ortaya koyulmalıdır.

Tür Çeşitliliği iki bileşeni vardır: Tür zenginliği: habitatta var olan farklı türlerin sayısı Oransal çokluk: her türün yaşayan toplam birey sayısı

Tür Çeşitliliği

Tür çeşitliliği indeksi Shannon Wiener Index: s H’ = -∑pi logepi i=l H’ = Tür çeşitliliği indeksi. pi = Herbir türün toplam içinde yüzde oranı. loge = pi türün doğal logaritması. s = Toplumdaki tür sayısı. Örnek H= 0.25*log(0.25)+ 0.25*log(0.25)+ 0.25*log(0.25)+ 0.25*log(0.25)= 0.6 H= 0.80*log(0.80)+ 0.05*log(0.05)+ 0.05*log(0.05)+ 0.10*log(0.10)= 0.3

Tür Çeşitliliği İndeksleri Simpson's Diversity Index Species Number (n) n(n-1) Woodrush 2 Holly (seedlings) 8 56 Bramble 1 Yorkshire Fog Sedge 3 6 Total (N) 15 64 D = 0.3 (Simpson's Index) D değeri büyüdükçe çeşitlilik azalır

Çeşitliliğin Önemi Ekosistemde neden fertlerinin sayısı az olan bu kadar çok tür vardır? Bu kadar fazla tür küçük sayılarda nasıl mevcudiyetini sürdürmektedir? Bu nadir türler ekosistemde hangi rolü oynamaktadır? Bu trofik kademede sadece bir tür veya bir den fazla tür bulunsaydı ne gibi bir fark meydana gelirdi? Bir araya geldiğinde oldukça fazla yer tutan veya kaynakları tüketmede rekabete giren türler yerine, çevreye en iyi uyum sağlayan bir kaç tanesi hariç hepsini yok etsek, insana en faydalı bir kaç tanesini bıraksak ne olur? Türlerin çeşitliliği sayesinde toplumun hayatta kalma gücü yani stabilitesi artmaktadır. Nekadar çok tür bulunursa, değişen şartlara-bu değişiklikler ister iklimde, ister diğer faktörlerde olsun; ister kısa ister uzun süreli bulunsun- adapte olma gücü de o kadar fazla olmaktadır. Başka bir ifadeyle, gen havuzu ne kadar büyük ise adaptasyon potansiyeli de o kadar büyük olmaktadır.

Çeşitliliğin Önemi İnsan zirai ekosistemi planlarken, aralarında uyumlu ve çeşitli türlere sahip olan doğal ekosistemin durumunu göz önüne almalıdır. Yüksek verimli olduğu için bir kaç buğday çeşitine veya bir kaç hayvan cinsine bağlı kalınması ve bütün ekosistemin bir kaç tür halinde basitleştirilmesi risklidir. Ani bir hastalık veya iklim değişikliği olursa, bu özel türlerin ortadan kaldırılması tehlikesi söz konusudur. Hepsinden çok ekolojinin incelenmesi hayatın bütün şekilleri için sağlıklı koşulların sağlanması gerektiğini bize öğretmektedir. Faydasız gibi görülen bir çok organizmanın günün birinde faydalı olduğu anlaşılmaktadır. Biyosferin bir bölümü çok ağır kirlenme durumlarına bile dayanıklı olan ve durumun daha da kötüleşmesini önleyen pek çok organizma türleri ile dolu olması insan için bir şanstır. İnsan parazit ve zararlı bir kaç tür hariç toptan imha yolunu değil, tabiatın kontrol ve faydalanılması konularını daha fazla düşünmelidir. Şu veya bu türün muhafazası değil ekosistemin korunması, akla en uygun yaklaşımdır.

Genetik Çeşitliliğin Bilimsel Açıdan Önemi Genetik mühendisliğinde bir organizmadan elde edilen gen faklı bir türe transfer edilerek kullanılmaktadır. Örneğin insan insulini geni bakteriye nakledilmiş, bu bakteri diabet hastaları için insulin üretmektedir. Genetik mühendisliği ile daha verimli bitki ve hayvansal ürünler ve tarım ilaçları üretilmektedir. Günümüzde bir organizmadan izole edilen gen başka bir organizmaya nakledilebilirken, yeni bir gen üretilememekte, ancak genetik çeşitlilikten faydalanılmaktadır. Genetik çeşitlilik sadece günümüzde var olan problemlerin çözümü için değil ileride ortaya çıkabilecek problemlerin de çözümü olabilecektir.

TRANSGENİK ÇEŞİTLER NASIL ELDE EDİLMEKTEDİR? Enzimler ile istenilen gen kesilerek bakteriye (Agrobecterium tumefaciens) aktarılır. Bakteri yardımıyla gen istenilen bitkiye transfer edilir. Transgenik Bitki Doku kültürü uygulamaları

Tıbbi, Zirai ve Endüstriyel Önemi Özellikle bitkisel genetik kaynaklar eczacılık için büyük önem taşımaktadır. Günümüzde halen ilaç etkili maddesinin % 50'si bitkisel kaynaklardan sağlanmakta, yeni çözümler bitkilerde aranmakta ve bulunmaktadır. İnsanlar beslenmeleri için bitki ve hayvanlara bağımlıdır fakat, halen çok az bir kaynak kullanılmaktadır. Belki şu anki gıdalara nazaran daha zengin besleme kapasiteli bitki ve hayvanlar mevcuttur. Örneğin Güney Amerika orijinli quinoa, görünüm ve tat olarak pirince benzemekte fakat, protein oranı daha yüksek ve daha dengeli besin içermektedir. Ateş böceği antiviral bir madde, diğer bazı böcekler mantar öldürücü kimyasallar, doğum kontrolü sağlayabilecek stroidler üretmekte bunları kullanımı ileride mutlaka bulunacaktır.

Estetik ve Etik Değeri Yaban hayatı sadece insanların yaşam ve fiziksel konforunu değil, rekreasyon, ilham kaynağı ve ruhsal dinlenmelerini sağlamaktadır. Doğal dünya sahip olduğu tür çeşitliliği yönünden güzeldir. Doğanın güzelliği sanatçıların tamamına ilham kaynağı oluşturmakta ve doğayı yansıtan eserler ortaya koymalarına neden olmaktadır. Tür çeşitliliğinin azalması en fazla toplam türlerin % 40'ını barındıran tropikal alanlarda tehlike altındadır. Uluslararası anlaşmalarla koruma altına alınmaya çalışılmasına rağmen, bu bölgelerde habitatlar artan oranlarda tahribata maruz kalmakta, türlerin teşhis edilmeden kaybı söz konusudur.

Ekosistem ve biyolojik çeşitliliğinin Faydaları: polinasyon Türkiyede, Arı polinasyonunun Dolar cinsinden değeri bir milyar dolar olarak hesaplanmaktadır

Ekosistemin Faydaları: sulak alanlar Değeri 100,000 $ / 5 dekar/ yıl Suların arıtılması ve balık üretimi

Doğal Ekosistemlerin Faydaları

Doğal Ekosistemlerin Faydaları

Ekosistemlerin sağladığı hizmetlerin tahmin edilen küresel değeri $33 trilyon/yıl (hiçbir ödeme yapmadan sağladığımız ürün ve hizmetler ). Küresel ekonomide ticareti yapılan ürün ve hizmetler = $18 trilyon/ yıl.

Türlerin yok olma nedenleri Primary causes spell “HIPPO”: • Habitat alteration – habitat tahribatı • Invasive species – istilacı türler • Pollution - kirlilik • Population growth – nüfus artışı • Overexploitation – aşırı tüketim

Doğal hayattan sağlanan faydaya baskılar Ormanların kapasitesinin üstünde kesilmesi Aşırı balık avlama ve avlanma alanlarının tahribi Biyoçeşitlilik için gerekli olan habitatların kaybı 2012 palamut bolluğu

Biyolojik Çeşitliliğin Azalmasının Nedenleri Habitatların bozulması Volkanik patlamalar Göktaşı düşmesi Habitatların değişmesi İklim Değişikliği Dağlar-Binalar Deniz seviyesinin değişmesi “Ekzotik” türler Toprak erozyonu

Türlerin Yok Oluşuna Neden Olmayan Faktörler Epidemik hastalıklar Hastalık ve konukçu arasında hızlı birlikte evrim Her hangi bir alanda rekabetçinin evrimi Var olan organizmalar çok iyi adapte olmuştur

İnsanların Neden Olduğu Azalma Aşırı avlanma (gıda, kürk, zararlı eradikasyonu vb.) Habitat tahribi Anahtar türlerin tahribi Ekzotik türlerin ekosistemlere getirilmesi Rekabetçiler Avcılar Hastalıklar Kirilik

Biyolojik Çeşitlilik